JP2014120380A5 - Power relay control device - Google Patents

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Description

本発明は、電源と当該電源から電力を供給するアクチュエータ回路との間に配置したリレーを制御する電源リレー制御装に関するものである。 The present invention relates to a power supply relay control equipment for controlling the relay disposed between the actuator circuit for supplying power from a power source and the power source.

しかしながら、上記特許文献1及び2に記載の技術にあっては、単にリレーのON/OFF動作を繰り返したり振動を与えたりすることで、リレー接点に発生した氷を除去しようとするものであり、当該氷を確実に除去することができない場合がある。
そこで、本発明は、リレーの接触不良を適切に防止することができる電源リレー制御装を提供することを課題としている。
However, in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, the ice generated at the relay contact is to be removed simply by repeating the ON / OFF operation of the relay or applying vibration. The ice may not be reliably removed.
Accordingly, the present invention has an object to provide a power supply relay control equipment which can appropriately prevent poor contact of the relay.

上記課題を解決するために、本発明に係る電源リレー制御装置の第1の態様は、バッテリと、該バッテリから電力が供給されるアクチュエータ回路との間に介挿された電源リレー回路を制御するリレー制御部、前記リレー制御部から前記電源リレー回路のリレー接点を閉成するためのリレーオン指令を出力した状態で、前記リレー接点間の導通異常を検出する異常検出部と、前記異常検出部で前記リレー接点間の導通異常を検出したとき、当該リレー接点間に所定の電位差を持たせた状態で前記リレー接点を開閉する異常時処理部と、を備えることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problem, a first aspect of a power relay control device according to the present invention controls a power relay circuit interposed between a battery and an actuator circuit to which power is supplied from the battery. a relay control unit, and the while outputting a relay-on command for the relay control unit to close the relay contacts of the power supply relay circuit, the abnormality detecting section for detecting a conduction abnormality between the relay contacts, the abnormality detecting unit And an abnormality processing unit that opens and closes the relay contact in a state where a predetermined potential difference is provided between the relay contacts when a conduction abnormality between the relay contacts is detected.

これにより、リレーのON操作によって接点間が近接した場合、リレー接点間に氷の膜が存在している場合であっても、リレー接点間の電位差による接点間アークの熱エネルギーによって当該氷の皮膜を除去することができる。したがって、リレー接点間の導通を確保し易くすることができる。
また前記電源リレー回路の前記アクチュエータ回路側接点と接地との間に接続されたコンデンサと、前記リレー接点を閉じる前に前記コンデンサを充電するプリチャージ回路と、を備え、前記異常時処理部は、前記異常検出部で前記リレー接点間の導通異常を検出したとき、前記プリチャージ回路における前記コンデンサへの充電量を、前記異常検出部で前記リレー接点間の導通異常が非検出である正常時と比較して少なく制限した状態で前記リレー接点を開閉することを特徴としている。
As a result, even if the contacts are close by the relay ON operation, even if an ice film exists between the relay contacts, the ice film is generated by the thermal energy of the arc between the contacts due to the potential difference between the relay contacts. Can be removed. Therefore, it is possible to easily ensure conduction between the relay contacts.
Further , a capacitor connected between the actuator circuit side contact of the power relay circuit and the ground, and a precharge circuit for charging the capacitor before closing the relay contact, the abnormality processing unit When the abnormality detection unit detects a continuity abnormality between the relay contacts, the amount of charge to the capacitor in the precharge circuit is determined as normal when the abnormality detection unit does not detect a continuity abnormality between the relay contacts. The relay contact is opened and closed in a state of being limited to a small amount as compared with the above.

さらに、第2の態様は、前記異常検出部は、前記リレー制御部から前記リレーオン指令を出力した状態で前記アクチュエータ回路を駆動したときの、前記コンデンサに充電されている電荷量に基づいて、前記リレー接点間の導通異常を検出することを特徴としている。
このように、リレー接点が導通していない状態でアクチュエータ回路を駆動した場合、コンデンサの電荷が失われることを利用するので、適切にリレー接点間の導通異常を検出することができる。
Further, according to a second aspect , the abnormality detection unit is based on the amount of charge charged in the capacitor when the actuator circuit is driven in a state where the relay on command is output from the relay control unit. It is characterized by detecting a continuity abnormality between relay contacts.
As described above, when the actuator circuit is driven in a state where the relay contact is not conducted, the fact that the charge of the capacitor is lost is utilized, and therefore, the conduction abnormality between the relay contacts can be detected appropriately.

また、第3の態様は、前記異常検出部は、前記コンデンサに充電されている電荷量として、当該コンデンサの両端の電圧値を検出し、前記リレー制御部から前記リレーオン指令を出力した状態で前記アクチュエータ回路を駆動したときの当該電圧値が異常電圧閾値以下であるとき、前記リレー接点間に導通異常が発生していると判断することを特徴としている。
このように、リレー接点をON操作した状態でアクチュエータ回路を駆動したときのコンデンサの両端の電圧値と予め設定した異常電圧閾値を比較するので、比較的簡易な構成で適切にリレー接点間の導通異常を検出することができる。
In the third aspect , the abnormality detection unit detects the voltage value at both ends of the capacitor as the amount of charge charged in the capacitor, and outputs the relay-on command from the relay control unit. When the voltage value when the actuator circuit is driven is equal to or less than an abnormal voltage threshold value, it is determined that a continuity abnormality has occurred between the relay contacts.
As described above, the voltage value at both ends of the capacitor when the actuator circuit is driven with the relay contact ON is compared with the preset abnormal voltage threshold value. Abnormalities can be detected.

さらにまた、第4の態様は、前記リレー接点近傍の温度を検出する温度検出部を備え、前記異常検出部は、前記温度検出部で検出した温度が、予め設定した前記電源リレー回路の内部の水分が氷結する可能性が高まる温度である低温環境判定温度以下であるとき、前記リレー接点間の導通異常が発生しているか否かを判定する処理を開始することを特徴としている。
このように、電源リレー回路が低温環境に曝されているときにリレー接点間の導通異常が発生しているか否かを判定するので、不必要にリレー接点の導通異常チェックを行うのを防止することができる。
Furthermore, the fourth aspect includes a temperature detection unit that detects a temperature in the vicinity of the relay contact, and the abnormality detection unit has a temperature detected by the temperature detection unit within the preset power relay circuit. When the temperature is equal to or lower than a low temperature environment determination temperature that is a temperature at which the possibility of icing is increased, a process for determining whether or not a conduction abnormality between the relay contacts has occurred is started .
As described above, when the power relay circuit is exposed to a low-temperature environment, it is determined whether or not there is a continuity abnormality between the relay contacts, thus preventing unnecessary continuity abnormality check of the relay contacts. be able to.

本発明の電源リレー制御装置では、リレー接点間に所定の電位差を持たせた状態でリレー接点を開閉するので、リレー接点のアーク放電を誘発させてリレー接点に付着した氷を溶かすことができる。このように、特別な装置を用いることなく、低温環境下における電源リレーの作動を確実なものにすることができる In the power relay control device of the present invention, the relay contacts are opened and closed with a predetermined potential difference between the relay contacts, so that arcing of the relay contacts can be induced to melt ice adhering to the relay contacts. Thus, the operation of the power supply relay in a low temperature environment can be ensured without using a special device .

ゲート駆動回路112は、後述するMCU101から出力されるモータ駆動信号Irとモータ回転方向信号Dsとを入力し、これらに基づいて対角となるトランジスタQ1及びQ又はQ2及びQを駆動制御して電動モータ13をトルク検出値T及び車速検出値Vsに応じて回転駆動する。
また、電源リレー回路120は、バッテリ15に接続された常開のリレー接点121と、このリレー接点121を開閉するリレーコイル122とを有する。リレーコイル122には、サージ吸収用のダイオード123が並列に接続されている。リレーコイル122の一端はスイッチング素子としてのNPN形のトランジスタ124を介してバッテリ15に接続され、他端は接地されている。
The gate drive circuit 112 inputs the motor drive signal Ir and the motor rotational direction signal Ds outputted from the later-described MCU 101, a diagonal transistors Q1 and Q 4 or Q2 and Q 3 the drive controlling on the basis of these Thus, the electric motor 13 is rotationally driven according to the torque detection value T and the vehicle speed detection value Vs.
The power supply relay circuit 120 includes a normally-open relay contact 121 connected to the battery 15 and a relay coil 122 that opens and closes the relay contact 121. A surge absorbing diode 123 is connected to the relay coil 122 in parallel. One end of the relay coil 122 is connected to the battery 15 via an NPN transistor 124 as a switching element, and the other end is grounded.

次に、MCU101の構成について説明する。
MCU101は、自己のプログラム暴走を監視するウォッチドッグタイマ(WDT)102を内蔵している。また、MCU101は、トルク検出値T、車速検出値Vs、電流検出値Imに基づいてモータ駆動信号Irを生成し、このモータ駆動信号Irをモータ駆動回路110に入力する。
Next, the configuration of the MCU 101 will be described.
The MCU 101 includes a watch dog timer (WDT) 102 that monitors its own program runaway. Further, the MCU 101 generates a motor drive signal Ir based on the detected torque value T, the detected vehicle speed value Vs, and the detected current value Im, and inputs this motor drive signal Ir to the motor drive circuit 110.

そこで、本実施形態では、低温判定時に、リレー接点間に存在する氷の膜を除去することを目的として、リレー接点間に所定の電位差を持たせた状態でリレーのON/OFF操作を行う。このときの動作を、図4を参照しながら説明する。
先ずプリチャージ回路150の電解コンデンサ151を放電し、その後、プリチャージ回路150により電解コンデンサ151の充電を開始する。そして、時刻t1でVR電圧が通常リレーON電圧VR1に達すると、リレー接点121をON操作し、VR電圧がプリチャージ電圧VPに達してからプリチャージ回路150による電解コンデンサ151の充電を終了する。次いで時刻t2で、導通チェックのためにモータ駆動回路110を強制駆動する。すなわち、Hブリッジ回路111にバッテリ15から電源リレー回路120を介してパワーアシストに必要な電流を供給する。
Therefore, in this embodiment, the relay ON / OFF operation is performed with a predetermined potential difference between the relay contacts for the purpose of removing the ice film existing between the relay contacts at the time of low temperature determination. The operation at this time will be described with reference to FIG.
First, the electrolytic capacitor 151 in the precharge circuit 150 is discharged, and then the precharge circuit 150 starts charging the electrolytic capacitor 151. When the VR voltage reaches the normal relay ON voltage VR1 at time t1, the relay contact 121 is turned on, and the charging of the electrolytic capacitor 151 by the precharge circuit 150 is terminated after the VR voltage reaches the precharge voltage VP. Next, at time t2, the motor drive circuit 110 is forcibly driven to check continuity. That is, a current necessary for power assist is supplied from the battery 15 to the H bridge circuit 111 via the power relay circuit 120.

Claims (4)

バッテリと、該バッテリから電力が供給されるアクチュエータ回路との間に介挿された電源リレー回路を制御するリレー制御部
前記リレー制御部から前記電源リレー回路のリレー接点を閉成するためのリレーオン指令を出力した状態で、前記リレー接点間の導通異常を検出する異常検出部と、
前記異常検出部で前記リレー接点間の導通異常を検出したとき、当該リレー接点間に所定の電位差を持たせた状態で前記リレー接点を開閉する異常時処理部と、
前記電源リレー回路の前記アクチュエータ回路側接点と接地との間に接続されたコンデンサと、
前記リレー接点を閉じる前に前記コンデンサを充電するプリチャージ回路と、を備え、
前記異常時処理部は、前記異常検出部で前記リレー接点間の導通異常を検出したとき、前記プリチャージ回路における前記コンデンサへの充電量を、前記異常検出部で前記リレー接点間の導通異常が非検出である正常時と比較して少なく制限した状態で前記リレー接点を開閉することを特徴とする電源リレー制御装置。
A battery, a relay control section for controlling the power relay circuit interposed between the actuator circuit power from the battery is supplied,
In a state in which a relay on command for closing the relay contact of the power relay circuit is output from the relay control unit, an abnormality detection unit that detects a conduction abnormality between the relay contacts;
When the abnormality detection unit detects a conduction abnormality between the relay contacts, an abnormality processing unit that opens and closes the relay contact with a predetermined potential difference between the relay contacts;
A capacitor connected between the actuator circuit side contact of the power relay circuit and ground;
A precharge circuit for charging the capacitor before closing the relay contact;
When the abnormality detection unit detects a conduction abnormality between the relay contacts by the abnormality detection unit, the abnormality detection unit indicates a charge amount to the capacitor in the precharge circuit, and a conduction abnormality between the relay contacts is detected by the abnormality detection unit. A power supply relay control device that opens and closes the relay contact in a state that is less restricted than in a normal state that is not detected .
前記異常検出部は、前記リレー制御部から前記リレーオン指令を出力した状態で前記アクチュエータ回路を駆動したときの、前記コンデンサに充電されている電荷量に基づいて、前記リレー接点間の導通異常を検出することを特徴とする請求項に記載の電源リレー制御装置。 The abnormality detection unit detects a conduction abnormality between the relay contacts based on a charge amount charged in the capacitor when the actuator circuit is driven in a state where the relay on command is output from the relay control unit. The power supply relay control device according to claim 1 , wherein 前記異常検出部は、前記コンデンサに充電されている電荷量として、当該コンデンサの両端の電圧値を検出し、前記リレー制御部から前記リレーオン指令を出力した状態で前記アクチュエータ回路を駆動したときの当該電圧値が異常電圧閾値以下であるとき、前記リレー接点間に導通異常が発生していると判断することを特徴とする請求項に記載の電源リレー制御装置。 The abnormality detection unit detects the voltage value at both ends of the capacitor as the amount of charge charged in the capacitor, and drives the actuator circuit in a state where the relay control unit outputs the relay on command. The power relay control device according to claim 2 , wherein when the voltage value is equal to or less than an abnormal voltage threshold, it is determined that a continuity abnormality has occurred between the relay contacts. 前記リレー接点近傍の温度を検出する温度検出部を備え、
前記異常検出部は、前記温度検出部で検出した温度が、予め設定した前記電源リレー回路の内部の水分が氷結する可能性が高まる温度である低温環境判定温度以下であるとき、前記リレー接点間の導通異常が発生しているか否かを判定する処理を開始することを特徴とする請求項1〜の何れか1項に記載の電源リレー制御装置
A temperature detector for detecting the temperature in the vicinity of the relay contact;
When the temperature detected by the temperature detection unit is equal to or lower than a preset low temperature environment determination temperature, which is a temperature at which the moisture inside the power relay circuit is likely to freeze , The power relay control device according to any one of claims 1 to 3 , wherein a process for determining whether or not a continuity abnormality is occurring is started .
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